柴油机特性曲线
实验九柴油机负荷特性
实验日期_________中国石油大学热工检测技术实验报告成绩__________ 班级热工姓名同组者教师___________实验九柴油机负荷特性实验一、实验目的1．掌握柴油机负荷特性的试验方法。
了解电涡流测功机、油耗仪、转速传感器、扭矩传感器、温度传感器的测量原理和使用方法。
2．熟悉负荷特性试验测试数据的分析和处理方法，绘制柴油机负荷特性曲线并分析其经济性。
二、实验原理当转速n保持不变时，柴油机某些性能参数随负荷的改变而变化的关系称为负荷特性。
如图1所示。
这些参数主要有小时耗油量B，燃油消耗率be。
排烟温度Tf等。
图 1 柴油机负荷特性曲线负荷特性表明在某规定转速下，各种不同负荷时的耗油率be随功率Pe变化的关系。
通过特性曲线可以找出内燃机所能达到的最大功率Pemax和最低耗油率be。
还可用来评价标min定工况下的经济性，判断功率标定的合理性以及有关调整的正确性。
实验时保持柴油机转速不变,改变功率,测出油耗量、油耗率和排烟温度,绘到坐标纸上，即可得出负荷特性实验曲线。
功率测量原理。
柴油机的有效功率Pe 、转速n 、燃油消耗率be 。
是表明柴油机性能的主要指标。
其中Pe 、 n 表明动力性；be 表明经济性。
对柴油机进行试验，首先要掌握这些直接与性能有关的参数的测量方法和设备。
柴油机有效功率Pe 的大小，是通过测量柴油机输出的扭矩Te （Nm ）和与其对应的转速n （r/min ）计算出来的，计算公式为：9549e nT Pe(kW)欲测出输出扭矩的大小，必须要有一个能给柴油机反扭矩（即负荷）的装置。
这种装置叫做测功机。
测功机实质上就是给柴油机加“负荷”的装置，测量时，柴油机的飞轮用连接轴与测功机的主轴连接在一起，油耗量测量及转速测量等仪器设备也与柴油机的相应部位连接。
测功机分水力测功机、电力测功机和电涡流测功机，本实验采用电涡流测功机。
燃油消耗量测量原理。
燃油消耗率be 是表明柴油机经济性的重要技术参数，它是通过测定在某一功率下消耗一定量的燃油所需要的时间，经计算而求得的。
万有特性曲线
当内燃机在油量调节机构（油量调节或节气门）保持不变的情况下，主要性能指标随着内燃 机转速的变化规律叫做发动机的速度特性曲线。 当油量调节机构开到最大或者节气门的开度 最大时， 发动机的主要性能指标随发动机转速的变化成为发动机的外特性曲线， 它反映了发 动机的最大功率、 最大转矩和最低油耗所对应的转速。 油量调节机构低于最大位置或者节气 门没有开到最大程度时， 发动机的主要性能指标随发动机转速的变化规律称为发动机的部分 负荷特性曲线。 柴油机速度特性分析： 1） 循环供油量������������ 曲线随 n 增大而增大，根据油量调节杆位置不变时，由于进油孔节流和 燃料泄露的影响，������������ 随 n 的增加而增加，只有在转速很高转速时，曲线才会转平。 2） 知识热效率������������������ ，两头低，中间高。低速时，燃油压力低，缸内的气流运动小，这是混 合气形成及燃烧不利，同时传热损失增大，������������������ 下降。高速时，喷油量及燃烧持续角增 大，同时ϕc 下降，������������ 升高，������������������ 。 3） ������������ 随着 n 的升高而降低。 柴油机无节气门的流动损失,所以在各种富负荷下大致相同， 但 4） Te 曲线，因为������������ 和������������ （上升、下降）的影响，故总体比较平坦，但������������������ 使其端下垂。 5） Pe 随 n 增大而增大，由于 Te 比较平坦，所以 Pe 随着 n 持续增大，当增大到一定值后 由于机械损失的增大而降低。 6） be∝ ������
（二） 柴油机、汽油机速度特性比较: 1) 柴油机在各种负荷下，其 Te 曲线都比较平坦，在中低负荷下，Te 随转速的升高而增 大。汽油机在各种负荷下，其 Te 曲线都比较窄，在中低负荷下，Te 随转速的升高而 降低。 2) 柴油机的最佳经济油耗区比较宽，汽油机节气门开度越小，be 的翘起程度越大，的最 佳经济油耗区比较窄。 ������1 ϕc ������ ������ ������������ ������������ = = ϕ������ ������0 ϕ������ ������������������ ∝ ������������ ������������������ ������������ ∝ ϕc ������ ������ ϕ������ ������������ ������
如何深度理解发动机特性曲线？
如何深度理解发动机特性曲线？在说明这个问题之前，我们⾸先来了解⼏个基本概念。
1、发动机有效功率：发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率。
发动机功率是发动机性能最重要的指标，汽车的最⾼车速就是由发动机功率决定的。
通常⽤⼤写的字母P来表⽰。
2、有效转矩：在发动机飞轮上对外输出的转矩称为有效转矩。
⼀般发动机的扭矩越⼤，它的加速能⼒和爬坡能⼒越强。
通常⽤⼤写的字母M来表⽰。
3、发动机转速：发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速。
发动机转速的⾼低，关系到单位时间内作功次数的多少。
通常⽤⼩写的字母n来表⽰。
4、有效燃油消耗率：发动机每输出 1kW 的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率。
显然，有效燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。
通常⽤⼩写的字母g来表⽰。
以上这⼏个参数，是发动机重要的性能指标，可以⽤来表⽰发动机的⼯作状况，简称⼯况。
它们之间有如下的关系：P=M*n/9550由于汽车发动机的⼯况变化范围很⼤，所以这⼏个参数也可以在很⼤的范围内变化，⽽研究它们之间的变化规律，可以找出提⾼发动机动⼒性和经济性的有效途径。
这就是所说的发动机特性。
所谓的发动机特性，是指发动机的性能指标随发动机调整情况和运转⼯况⽽变化的规律。
表⽰其变化规律的曲线称为发动机特性曲线。
⼀般发动机有速度特性、负荷特性、调整特性、万有特性这⼏个特性。
由于柴油机和汽油机有很⼤的区别，所以它的特性曲线也有所不同。
下⾯我们以最常见的汽油机分别来说说这⼏个特性。
⼀、汽油机的速度特性所谓的速度特性，是指在发动机点⽕系统和燃油供给系统调整到最佳的条件下，在节⽓门开度不变时，发动机的有效功率、有效扭矩、有效燃油消耗率随发动机转速⽽变化的关系。
表述上述关系的曲线称为速度特性曲线。
当节⽓门全开时的速度特性称为发动机的外特性，它表⽰发动机的最⾼性能；节⽓门部分开启时的速度特性称为发动机部分特性。
部分特性曲线位于外特性曲线之下，有⽆限多条。
由于汽车发动机经常在部分负荷下⼯作，所以研究部分特性曲线更有实际意义，⼀般发动机要做出标定功率的90%、75%、50%、25%的速度特性。
负荷特性试验
负荷特性试验（汽油机，柴油机）
1. 实验要求
掌握负荷特性的试验方法，绘制负荷特性曲线，了解发动机在转速保持不变的状态下各项性能参数随负荷变化的规律。
2. 试验仪器仪表、发动机
1) DDM 型发动机综合试验台；
2) 电涡流测功器；
3) XXX 型发动机。
3. 试验方法：
1) 保持发动机在标定转速b n 或b n %90、b n %80、b n %70、b n %60、b n %50、最低工作稳定转速m in n 等转速下工作，逐渐改变负荷，进行试验。
负荷一般可按b P %25、b P %50、b P %75、b P %90、b P %100、b P %110进行调节；
图1 某柴油机负荷特性曲线
2) 试验时在每个工况记录转速、扭矩、耗油量、耗油时间、排温、进出水温、油温、油压、环境参数等，填写在记录表中，记录表格式如表1所示；
3) 发动机油耗量测定时，要保证消耗设定油量所用时间大于30s ，小负荷时，可选用小的油量范围；
4) 试验时，对油耗率等主要指标，应随时画出监测曲线，以检查试验中是否需要追加测点以及是否出现过失误差，以便及时纠正；
5) 试验结果的整理与分析；(见1.4)
6) 试验曲线横坐标为)(kW P e ，纵坐标为耗油率)/(h kW g b e ⋅，小时耗油量)/(h kg G T ，烟度)(BSU R ，排气温度()C T r ︒。
船舶柴油机复习资料(全)
船舶柴油机复习资料(全)1．柴油机特性曲线：用曲线形式表现的柴油机性能指标和工作参数随运转工况变化的规律。
2．扫气过量空气系数：每一循环中通过扫气口的全部扫气量与进气状态下充满气缸工作容积的理论容气量之比3．封缸运行：航行时船舶柴油机的一个或一个以上的气缸发生了一时无法排除的故障，所采取的停止有故障气缸运转的措施。
4．12小时功率：柴油机允许连续运行12小时的最大有效功率。
5.有效燃油消耗率：每一千瓦有效功率每小时所消耗的燃油数量。
6．示功图：是气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角变化的图形。
7．燃烧过量空气系数：对于1kg燃料，实际供给的空气量与理论空气需要量之比。
8．敲缸：柴油机在运行中产生有规律性的不正常异音或敲击声的现象。
10.9．1小时功率：柴油机允许连续运行1小时的最大有效功率。
（是超负荷功率，为持续功率的14.指示指标：以气缸内工作循环示功图为基础确定的一些列指标。
只考虑缸内燃烧不完全及传热等方面的热损失，不考虑各运动副件存在的摩擦损失，评定缸内工作循环的完善程度。
15.有效指标：以柴油机输出轴得到的有效功为基础，考虑热损失，也考虑机械损失，是评定柴油机工作性能的最终指标。
16.平均指示压力：一个工作循环中每单位气缸工作容积的指示功。
17.指示功率：柴油机气缸内的工质在单位时间所做的指示功。
18.有效功率：从柴油机曲轴飞轮端传出的功率。
19.机械损失功率：作用在活塞上指示功率传递到曲轴的过程中损失的功率。
20.活塞平均速度：曲轴一转两个行程中活塞运动速度的平均值。
21.机械负荷：柴油机部件承受最高燃烧压力，惯性力，振动冲击等强烈程度22.热负荷：柴油机燃烧室部件承受温度，热流量及热应力的强烈程度。
23.热疲劳：燃烧室部件在交变的热应力作用下出现的破坏现象。
24.薄壁强背：燃烧室部件的受热壁要薄，以减少热应力，强背就是在薄壁的设置强有力的支撑，以降低机械应力。
25.振荡冷却：活塞顶内腔设置大容积冷却空间，保持冷腔内冷却液只充满40%-60%，并以一定的循环速度流过，由于活塞运动的往复惯性力，使得冷却液在腔室中上下冲刷振荡，加强对活塞顶的冷却。
发动机术语及特性曲线
1、发动机主要性能指标： 、发动机主要性能指标： 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 动力性能指标：有效转矩、有效功率、转速； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 经济性能指标；燃油消耗率、润滑油消耗率； 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、 运转性能指标：寿命和可靠性、启动性能、噪声 和排气品质； 和排气品质； • （1）有效转矩：发动机通过飞轮对外输出的转矩 ）有效转矩： 称为有效转矩， Te表示 单位N.m， 表示， 称为有效转矩，以Te表示，单位N.m，有效转矩 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 • （2）有效功率：发动机通过飞轮对外输出的功率 ）有效功率： 称为有效功率， 表示， 称为有效功率，用Pe表示，它等于有效转矩与曲 表示 轴角速度乘积。 轴角速度乘积。 • 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速，称为 发动机产品铭牌上标明的功率及相应转速， 额定功率和额定转速。 额定功率和额定转速。 • • • •
发动机性能参数定义
• （12）、 工况（指发动机的工作状况）：一般用 ）：一般用 ）、 工况（指发动机的工作状况）： 它的功率与曲轴转速来表征， 它的功率与曲轴转速来表征，有时也用负荷与曲 轴转速来表明 。 • 固定式内燃机工况：直线工况和点工况 固定式内燃机工况： • 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大；如 直线工况：转速近似不变，但功率变化很大； 发电机、空压机和水泵等； 发电机、空压机和水泵等； • 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； 点工况：转速和功率均恒定；如排灌内燃机； • 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； 螺旋桨工况：功率与转速近似成三次方关系； • 车用（面）工况：功率和转速在大范围内独立变 车用（ 工况： 无确定函数关系；陆地运输机械、 化，无确定函数关系；陆地运输机械、工程机械 等 • （13）、 升功率：最大功率与排气量的比值；表 ）、 升功率：最大功率与排气量的比值； 示了单位气缸工作容积的利用率， 示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表 示单位气缸工作容积所发出的功率越大； 示单位气缸工作容积所发出的功率越大；
教您读懂发动机特性曲线图
教您读懂发动机特性曲线图2009年11月09日星期一12:41如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。
所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。
一、什么是发动机特性曲线图？大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。
以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。
从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。
图1二、如何由曲线图判断发动机性能那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。
起步加速能力图2拿到一发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。
在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。
发动机外特性曲线：效率与转速特性曲线
发动机外特性曲线：效率与转速特性曲线汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。
在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。
那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。
这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。
根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。
反映发动机运行状况常用速度特性曲线。
汽油发动机曲线图发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g（克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。
发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。
保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。
按照一定转速间隔依次进行上述步骤。
就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。
当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。
从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。
发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。
它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。
在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。
第八章发动机特性了解：柴油机调速器的原理。理解：发动机特性曲线
第八章发动机特性了解：柴油机调速器的原理。
理解：发动机特性曲线变化的原因。
掌握：汽、柴油机特性曲线的意义，实验方法。
发动机性能指标随调整情况及运转工况而变化的关系称为发动机特性。
随调整情况而变化的关系称为调整特性，如点火调整特性、燃料调整特性、喷油调整特性。
随运转情况而变化的称为使用特性，如速度特性、负荷特性。
第一节发动机的速度特性进气门开度一定或油量调节机构位置一定，发动机的性能指标（Me 、Ne、ge）随转速而变化的关系称为发动机的速度特性。
节气门开度最大或油量调节机构位置最大时，发动机的速度特性称为全负荷速度特性，或外特性，其它称为部分负荷速度特性。
因为外特性代表发动机最高性能，以研究外特性为最重要。
一、汽油机的外特性1、Me曲线Me∝p e∝k1.ηv/α .ηi.ηm汽油机在节气门开度不变而转速变化时，α基本不变.1）从低速到中速①进气滞后角逐渐相当，ηv↑。
②涡流↑燃速↑；散热与漏气损失↓，ηi↑。
③机械损失略有↑，ηm略有↓。
所以，Me↑到最大。
2）中速到高速①进气滞后角太大，惯性未利用，ηv↓。
汽油机的外特性曲线②燃烧所占曲轴转角增大，ηi↓。
③机械损失↑很多，ηm↓很大。
所以，Me开始↓。
2、Ne曲线Ne ∝Me 、n1）低速到中速n ↑ Me↑所以Ne↑迅速。
2）中速到高速n ↑ Me缓慢↓所以Ne↑到最大。
3）高速后n↑少 Me↓很多，所以Ne↓。
3、ge曲线ge∝1/ηiηm中速，ηi最大ηm最大，所以ge最小。
二、柴油机的外特性当油量调节机构固定在标定功率循环供油量位置时的速度特性。
1、Me曲线Me∝∆g∙ηi∙ηm∆g：n↑喷油泵速度特性∆g↑中速较大ηi：中速最大ηm：中速较大所以，中速Me最大。
Me曲线较平坦：n↑↑∆g↑部分抵消ηi↓与ηm↓的影响。
2、Ne曲线Ne∝Menn↑ Me平坦，在一定的转速范围内，功率几乎与转速成正比增加，Ne↑。
3、ge曲线ge∝1/ηiηm中速，ηi最大ηm最大，所以ge最小。
汽油柴油发动外特性关系曲线
汽车的效率大小很大程度上决定于发动机的性能。
在许多汽车产品介绍上，都标有“最高输出功率”和最高输出扭矩”在两项重要的发动机指标，并用曲线图来反映发动机的上述指标。
那么，这些发动机指标是怎样测出来呢？当发动机运转的时候，其功率、扭矩和耗油量这三个基本性能指标都会随着负荷的变化而变化。
这些变化遵循一定的规律，将这些有规律的变化描绘成曲线，就有了反映发动机特性的曲线图。
根据发动机的各种特性曲线，可以全面地判断发动机的动力性和经济性。
反映发动机运行状况常用速度特性曲线。
发动机的速度特性曲线表示有效功率N（千瓦）、扭矩M（牛顿米）、比燃料消耗量g （克/千瓦小时）随发动机转速n而连续变化的表现。
发动机的速度特性是在制动试验台架上测出的。
保持发动机在一定节气门开度情况下，稳定转速，测取在这一工况下的功率、比耗油等，然后调整被测机载荷（扭距变化），使发动机转速改变，再测得另一转速下的功率、比耗油。
按照一定转速间隔依次进行上述步骤。
就能测出在不同转速下的数值，将这些数值点连点地组成连续曲线，就产生了功率曲线、扭矩曲线和比燃料消耗量曲线，它们与相应的转速区域对应。
当汽油机节气门完全开启（或者柴油机喷油泵在最大供油量时）的速度特性，称为发动机的外特性，它表示发动机所能得到的最大动力性能。
从外特性曲线上可以看到发动机所能输出的最大功率、最大扭矩以及它们相应的转速和燃料消耗量，汽车产品介绍书上大都采用发动机外特性曲线图，但一般只标出功率和扭矩曲线。
发动机外特性曲线是在发动机最好的工作状态下能使发动机发出最大功率的情况下测出来的。
它表现的曲线特征是∶功率曲线和扭矩曲线都呈现凸形曲线，但两者表现是不一样的。
在汽油发动机外特性曲线中∶功率曲线在较低转速下数值很小，但随转速增加而迅速增长，但转速增加到一定区间后，功率增长速度变缓，直至最大值后就会下降，尽管此时转速仍会继续增长。
扭矩曲线则与功率曲线相反，它往往在较低转速下就能获得最大值，然后随转速上升而下降。
柴油机特性曲线..
机电工程学院交通专升本1304004041张明柴油机在不同的工况下，各主要指标是变化的。
要找出它们的变化规律，必须在发动机测功器上进行试验，测出在不同工况下的数据，并绘制成曲线表示其变化关系。
这些曲线称为柴油机的特性曲线。
在衡量柴油机的动力性和经济性时，常用的特性曲线有负荷特性曲线、速度特性曲线和调速特性曲线等。
负荷特性。
当柴油机的转速保持不变时，其他性能参数随负荷变化的关系称为负荷特性。
测定柴油机的负荷特性时，是在保持某一转速情况下，通过改变喷油量的方法来改变柴油机的负荷（如图1-13所示）。
柴油机负荷越大，每小时的供油量G，也越大，燃烧放出的热量增多，排气温度Tr升高。
耗油率ge则反映燃油燃烧的完善程度。
耗油率ge曲线上点1是最低值，称为最低耗油点。
如耗油率曲线的变化较平坦，表示在负荷变化较广的范围内，能保证有较好的经济性，这对于负荷变化较大的施工机械来说是十分有利的。
点2为冒烟界限点，此时燃烧恶化，排气中出现黑烟，这不仅使耗油率增加，而且还由于柴油机过热，容易引起故障，影响柴油机的寿命。
速度特性。
柴油机试验时，如将柴油机喷油泵的供油拉杆（油门）固定在某一位置上，并调节作用在飞轮上的阻力扭矩（即发动机的负荷），发动机的转速必将发生变化。
这样可将测得的数据绘制成发动机的有效扭矩Me.有效功率N。
和耗油率g。
随转速n而变化的关系曲线，称为柴油机的速度特性曲线。
如果供油拉杆是固定在最大供油量（额定供油量）位置上，测得的有效扭矩与转速的关系曲线称为全负荷速度特性曲线，亦称外特性曲线。
如供油拉杆固定在小于额定供油量的各个位置上，所得一组曲线称为部分负荷速度特性曲线。
对于分析柴油的性能有重要意义的是外特性曲线（如图1-14所示）。
在图1-14中横坐标上的nmin为最低稳定转速，nmin为最高转速，n1为最大扭矩Me,max的转速，nH为额定扭矩MH时的转速，，n2为最大功率Ne，max时的转速。
在有调速器的柴油机上它的转速在柴油机尚未达到最大功率Nmax 以前就受到限制。
发动机的特性曲线分析
发动机特性§6-1 发动机工况和性能指标分析式 一 发动机工况在绪论中我们已经介绍过工况的概念。
有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的工作运行情况。
工况 — Ne ，转速n 。
发动机的工况分为点工况、线工况和面工况。
二 发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节气门开度 （ 或油门开度 ） 不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。
如：汽车爬坡或阻力变化时, 节气门 （ 或油门 ） 开度不变, n 随外界负荷的变化而变化。
外界负荷大, n ↓, 外界负荷小, n ↑, 这时发动机沿速度特性工作。
一 汽油机的速度特性 （一） 定义汽油机节气门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。
外特性 （全负荷的速度特性） — 节气门全开 （ 100% ）, 测得的速度特性。
部分速度特性 — 节气门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。
（二） 外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑ → ∆g ↑ → α↓ （ 不多 ）M k e v i m =2'ηηη（1） ηv — n ↑ → 气流惯性↑ → ηv ↑；n ↑↑ → 节流损失↑ → ηv ↓。
（2） ηi — n ↑ → 气流运动↑ → 混合气形成改善 → ηi ↑； n ↑↑ → 燃烧时间↓，燃烧恶化 → ηi ↓。
（3） ηm — n ↑ → ηm ↓。
（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑ → ηi ↑ 使Me 变化不大, 略有↑； ηm ↓ 高速时: → ηv ↓n ↑ → ηi ↓ 使Me ↓↓。
ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑ → Me ↑ （ 不大 ）, 但 Ne ∝ Me ↑ ⋅ n ↑ → Ne ↑↑； 高速时: n ↑ → Me ↓ → Ne ↑ （ 不大 ）。
船机桨匹配知识
一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析
2）齿轮箱的特性分析 A、配套容量图
B、传扭能力图
C、齿轮箱的选型考虑要素 1、首先确定齿轮箱输入转速 2、根据柴油机功率/转速确定需求传递能力 3、确定传动比 4、确定输出轴、支架等安装尺寸 5、根据主机输出（飞轮、飞轮壳）选择合适的齿轮箱连接尺寸 6、注意：需要考虑船舶的实际运行工况特点
一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析
4）船舶阻力特性分析 有效马力曲线---阻力特性---船型参数 A、阻力的构成 产生原因分类：总阻力=摩擦+兴波+粘压 摩擦阻力：船体周围形成“边界层”，受到粘性切应力作用； 兴波阻力：运动形成波浪，首部波峰，尾部波谷，前后形成压力差； 粘压阻力：船体曲度骤变，例如丰满船型的尾部常产生漩涡；压力降低，
一、船舶推进系统分析--匹配特性浅析
1）柴油机的特性分析 功率转速图—柴油机的使用功率分类 使用功率与柴油机的保养大修时间相关。 根据船舶的类型，柴油机的使用工况（负荷、时间）进 行区分。 1区：持续工作区域 2区：短时工作区域 3区：超负荷工作区域 4区：试航时的主机转速上限区
结合柴油机的功率分级可细化船机功率标定
2--4
5
倒车
70
0.25
试验规范2
工况序号 1 2 3 4
主机航行试验（负荷试验--采用转速法）
工况特性
试验时间
功率
扭矩
转速 <220KW 220--735KW
75
83
91
0.5
0.5
100
100
100
2
2---4
110
103
0.25
0.25
倒车
70
发动机负荷特性曲线精
发动机负荷特性曲线2006-9-6发动机诸性能特性中有一个叫做负荷特性，它是指当发动机转速一定时，经济性指标的有效比燃油消耗量随发动机负荷的变化关系。
利用这一变化曲线，可最全面地确定发动机在各种负荷和转速时的经济性。
在了解负荷特性前，首先要知道有效比燃油消耗量是什么。
衡量汽车耗油量大小一般用汽车在规定的速度下行驶100公里路程的实际耗油量（升）计算。
例如汽车技术参数上常见有“90公里/小时等速”时100公里耗油量的参数，这是衡量汽车经济性指标。
衡量发动机经济性指标，工程技术人员用有效比燃油消耗量这一个指标，简称油耗率，用ge表示，它指每小时单位有效功率消耗的燃油量，单位是g/kw.h。
当然，衡量发动机经济性还有其它指标，由于与本文关系不大不作介绍。
发动机分为汽油机和柴油机两大类。
汽油机是依靠节气门调节负荷的，因此汽油机负荷特性又称节流特性；柴油机是靠改变喷油量来调节负荷的，通过喷油量变化改变混合气成份，因此柴油机负荷特性又称燃油调整特性。
由于发动机转速是经常变化的，需要测定发动机不同转速下的负荷特性，才能全面评价不同转速和不同负荷下发动机的燃油经济性。
发动机负荷特性的读取在试验台架上进行。
以汽油机为例，启动发动机后逐渐开启节气门，直至最大，同时调节载荷使发动机保持某一转速稳定运行，测定此工况下发动机输出功率及燃油消耗量。
然后再关小节气门，调整载荷使发动机保持转速不变再测定。
如此依次进行下去，直到发动机能保持稳定工作的最小节气门开度，得到不同负荷和转速下的燃油消耗量。
不同转速下的发动机负荷特性曲线变化的趋势是差不多，只是具体数值的不同。
普通汽油机负荷特性曲线的特征，开始启动时ge最大（此时需要浓混合气），但随节气门逐渐开启负荷增大而ge减少直至最低点，此时节气门接近全开。
继续开大节气门，ge又会开始上升，曲线呈现一条内凹抛物线。
曲线的最小ge值越低越好，同时ge随负荷的变化越平缓，发动机在不同负荷下工作的经济牲越好。
教您读懂发动机特性曲线图
教您读懂发动机特性曲线图2009年11月09日星期一 12:41如果说发动机是汽车的心脏，那么发动机特性曲线图则是这颗心脏的“健康证书”，读懂这份“证书”才能使广大同学对一款车的性能有更为清楚、客观的认识。
所以，此次我们便来认识这份证书——发动机特性曲线图。
一、什么是发动机特性曲线图？大家在读各种杂志和汽车厂商的宣传资料中会发现有发动机特性曲线（也有叫发动机工况图），将发动机功率、转矩与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，此曲线称为发动机转速特性曲线或简称为发动机特性曲线；如果发动机节气门全开（柴油机高压油泵在最大供油量位置），此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节气门部分开启（或部分供油），称为发动机部分负荷特性曲线。
以上是较为专业的定义解释，但其实通俗的说，就是将油门踩到底，发动机从怠速到最高转速期间，输出的功率和扭矩的情况在图上反映出来，以此来判断车子能跑多快，有没有劲。
从图1可以看出，转速在ntq 点和np点，发动机扭矩和功率分别达到最大值，这是两个决定发动机性能的主要参数，扭矩决定汽车的起步、爬坡、超车能力，而功率决定着最高的车速和载重量。
图1二、如何由曲线图判断发动机性能那么怎样的发动机曲线才能代表发动机性能是较好的呢？让我们看图说话，从汽车的起步、超车和极速这3个方面分析。
起步加速能力图2拿到一张发动机曲线图，如图2,我们可以看到，扭矩在2000转的时候达到100Nm，升至3500转的过程中有一个快速的提升过程，而如果此区间内的斜线倾斜度越大，越光滑，则代表发动机可以用较短的时间达到扭矩的峰值，并且加速平稳线性，与此同时，功率也随转速的增加而增加。
在实际的驾车当中，随着我们踩第一脚油，汽车克服地面摩擦力，开始起步，随着发动机转速提高，汽车的扭矩会快速提升，一般的发动机在3000转左右来到扭矩峰值，而人们经常提及的“3000转换挡”的惯性操作，实际目的就是为了能够保持这个最大的牵引力，通过换挡，使发动机保持在最高扭矩转速附近，这样我们就可以用更短的时间提高车速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机电工程学院交通专升本
1304004041
张明
柴油机在不同的工况下，各主要指标是变化的。
要找出它们的变化规律，必须在发动机测功器上进行试验，测出在不同工况下的数据，并绘制成曲线表示其变化关系。
这些曲线称为柴油机的特性曲线。
在衡量柴油机的动力性和经济性时，常用的特性曲线有负荷特性曲线、速度特性曲线和调速特性曲线等。
负荷特性。
当柴油机的转速保持不变时，其他性能参数随负荷变化的关系称为负荷特性。
测定柴油机的负荷特性时，是在保持某一转速情况下，通过改变喷油量的方法来改变柴油机的负荷（如图1-13所示）。
柴油机负荷越大，每小时的供油量G，也越大，燃烧放出的热量增多，排气温度Tr升高。
耗油率ge则反映燃油燃烧的完善程度。
耗油率ge曲线上点1是最低值，称为最低耗油点。
如耗油率曲线的变化较平坦，表示在负荷变化较广的范围内，能保证有较好的经济性，这对于负荷变化较大的施工机械来说是十分有利的。
点2为冒烟界限点，此时燃烧恶化，排气中出现黑烟，这不仅使耗油率增加，而且还由于柴油机过热，容易引起故障，影响柴油机的寿命。
速度特性。
柴油机试验时，如将柴油机喷油泵的供油拉杆（油门）固定在某一位置上，并调节作用在飞轮上的阻力扭矩（即发动机的负荷），发动机的转速必将发生变化。
这样可将测得的数据绘制成发动机的有效扭矩Me.有效功率N。
和耗油率g。
随转速n而变化的关系曲线，称为柴油机的速度特性曲线。
如果供油拉杆是固定在最大供油量（额定供油量）位置上，测得的有效扭矩与转速的关系曲线称为全负荷速度特性曲线，亦称外特性曲线。
如供油拉杆固定在小于额定供油量的各个位置上，所得一组曲
线称为部分负荷速度特性曲线。
对于分析柴油的性能有重要意义的是外特性曲线（如图1-14所示）。
在图1-14中横坐标上的nmin为最低稳定转速，nmin为最高转速，n1为最大扭矩Me,max的转速，nH为额定扭矩MH时的转速，，n2为最大功率Ne，max时的转速。
在有调速器的柴油机上它的转速在柴油机尚未达到最大功率Nmax以前就受到限制。
一般是将调速器开始起调速作用点c定在耗油率ge曲线上的最低油耗点上。
此时c点的功率称为额定功率NH，相应的转速称为额定转速nH，相应的扭矩称为额定扭矩MH。
由图1-14中的有效扭矩Me曲线得知，在低速区，扭矩的变化很小，由nl到nH之间的扭矩变化也不大。
最大扭矩Me,max与额定扭矩MH的比值称为内燃机的适应性系数，它是内燃机的动力性能指标，表示内燃机具有克服短暂过载的能力。
柴油机的适应系数一般为1.05-1.15。
内燃机作为动力装置在施工机械上使用时，尚需与变速器或液力变矩器等部件匹配工作，从而使内燃机本身和施工机械均具有防止过负荷的能力，有效地解决内燃机的特性与机械工作装置的要求不相适应的矛盾，并使内燃机在高效区运转。